Comprendre les jumeaux numériques : Comment ils fonctionnent et pourquoi ils sont importants

Exploiter le pouvoir des jumeaux numériques

• Imaginez que vous puissiez visualiser et gérer des systèmes complexes avec une précision en temps réel.
• Envisagez d’optimiser les flux de travail et de prévoir les problèmes avant qu’ils ne surviennent.
• Voici les jumeaux numériques : la technologie qui fait le lien entre les mondes physique et numérique.

Les jumeaux numériques révolutionnent les industries en permettant des décisions plus intelligentes, en améliorant la collaboration et en favorisant l’excellence opérationnelle. Ce guide explique comment ils fonctionnent, pourquoi ils sont importants et comment vous pouvez en créer un pour votre entreprise.

Qu’est-ce qu’un jumeau numérique ?

Un jumeau numérique est une représentation virtuelle d’un objet physique, d’un système ou d’un processus qui permet la surveillance, l’analyse et la simulation en temps réel. La technologie du jumeau numérique intègre les données d’ingénierie, les données géospatiales, les entrées IoT et les données opérationnelles dans un environnement unifié et fédéré.

Grâce à des appareils connectés à l’IdO, les jumeaux numériques alignent les mondes physique et numérique, ce qui permet de visualiser et de surveiller les changements. Le jumeau numérique peut être mis à jour régulièrement avec un flux de données en temps réel provenant de technologies telles que l’apprentissage automatique, la simulation et l’IA pour aider les utilisateurs à prendre des décisions. Les organisations peuvent développer et superviser des jumeaux numériques de toute taille, allant de petits actifs à des systèmes complexes, sans perturber les processus existants.

La capture de la réalité comme couche visuelle pour les jumeaux numériques

La capture de la réalité constitue la base de la couche visuelle des jumeaux numériques, permettant la création de représentations 3D précises d’environnements réels. En utilisant des technologies telles que le LiDAR et la photogrammétrie, les organisations peuvent :

• Créez des environnements et des installations 3D détaillés pour des flux de travail d’ingénierie précis.
• Capturez des données spatiales plus larges pour la gestion des installations et la planification de la chaîne d’approvisionnement.

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Comment fonctionne la technologie Digital Twin ?

La technologie du jumeau numérique fonctionne en créant une connexion transparente entre l’actif physique et son équivalent numérique. Cela implique

• Collecte de données : Collecte de données à partir de capteurs IoT, de technologies de capture de la réalité et de données géospatiales.
• Traitement des données : Nettoyage, organisation et structuration des données brutes pour la modélisation, la validation et l’analyse.
• Modélisation et intégration : Construction d’un modèle 3D ou d’un modèle au niveau du système qui reflète la géométrie, la fonctionnalité et le comportement de l’objet.
• Simulation et analyse : Effectuer des simulations pour prédire les résultats, identifier les inefficacités et planifier des stratégies.
• Mises à jour en temps réel : Synchronisation des données pour s’assurer que le jumeau numérique reflète les conditions actuelles de construction.
• Intégration logicielle : Casser les silos de données en se connectant aux systèmes de CAO, aux plateformes IoT, aux outils ERP et aux environnements de données communs (CDE).

Les couches d’un jumeau numérique

Les jumeaux numériques peuvent être des écosystèmes complexes composés de couches interconnectées, chacune jouant un rôle crucial :

• Couche physique : L’objet ou le système du monde réel.
• Couche de données : Collecte des données brutes provenant de capteurs et d’appareils.
• Couche de connectivité: Transmet les données à un système centralisé.
• Couche de traitement des données : Elle nettoie et structure les données pour les rendre utilisables.
• Couche de modélisation et de simulation : Construit des répliques numériques à l’aide de modèles et de simulations.
• Couche d’analyse et d’intelligence des données : Applique l’IA et l’analyse pour obtenir des informations exploitables.
• Couche de contrôle et d’automatisation : Elle fournit un retour d’information et un contrôle au système physique.
• Couche d’interaction avec l’utilisateur : Interfaces pour l’engagement de l’utilisateur.
• Couche visuelle : Représente visuellement les données et les modèles.

Le logiciel Prevu3D excelle dans plusieurs de ces couches, offrant des outils pour maximiser les données de capture de la réalité et les connecter à tous les processus d’ingénierie, de fabrication et d’exploitation pour permettre aux utilisateurs de créer des jumeaux numériques hautement visuels.

Écosystème de jumelage numérique

Un écosystème complet de jumeaux numériques englobe l’ensemble du cycle de vie de l’environnement bâti, de la planification et de la conception à la mise en service et aux opérations en cours. Les solutions de Prevu3D améliorent cet écosystème en :

• Centraliser, gérer et partager les données de capture de la réalité avec RealityPlatform™.
• Conversion de nuages de points en maillages texturés pour un contexte visuel plus riche.
• Définir et relier les RealityAssets par le biais de RealityPlan™.

Ces outils permettent aux organisations de :

• Visualisez des systèmes, des actifs et des environnements complexes en 3D.
• Documenter les sites et gérer les actifs de manière efficace.
• Surveillez les changements et agissez en temps réel.
• Simuler des scénarios pour la conception technique, la formation et la prise de décision.

Regardez notre table ronde intitulée La puissance de la modélisation 3D et des jumeaux numériques dans la simulation et la conception d’ingénierie avec les invités spéciaux Don Johnson, responsable des relations avec les développeurs chez NVIDIA, et Alex Doukas, gestionnaire de compte senior chez Kinetic Vision.

Quels sont les types de jumeaux numériques ?

Les jumeaux numériques sont des outils polyvalents qui améliorent l’efficacité de la fabrication en intégrant des données en temps réel à des visualisations en 3D, ce qui permet d’obtenir des informations exploitables sur l’ensemble des opérations. Plusieurs types de jumeaux numériques peuvent fonctionner côte à côte au sein d’un même système, chacun offrant une représentation virtuelle unique d’éléments ou de processus spécifiques. Si certains jumeaux numériques ne reproduisent qu’une seule partie d’un objet, tous sont essentiels à la compréhension globale de systèmes complexes. Les types les plus courants sont les suivants :

• Produit Twin: Suivez les produits individuels tout au long de leur cycle de vie à l’aide de modèles 3D, de superpositions en temps réel (par exemple, la température, le stress) et d’animations des performances dans diverses conditions.
• Jumelage de processus: Optimise les flux de travail et les flux de matières à l’aide de modèles 3D ou d’organigrammes mettant en évidence les goulets d’étranglement et les points à améliorer.
• Jumelage de plantes: Offre un modèle 3D à l’échelle de l’installation pour surveiller l’équipement, les aménagements et les indicateurs clés de performance par le biais de tableaux de bord interactifs.
• Système Twin: Se concentre sur des sous-systèmes tels que le chauffage, la ventilation et la climatisation ou la robotique, avec des modèles 3D superposés indiquant la température, la consommation d’énergie ou les débits.
• Performance Twin: Contrôle les performances de l’équipement à l’aide de tableaux de bord en temps réel avec des cartes thermiques, des graphiques et des alertes de maintenance prédictive.
• Chaîne d’approvisionnement jumelée: Cartographie des stocks, de la logistique et des performances des fournisseurs à l’aide de cartes interactives des flux de matériaux et des délais d’expédition.
• Le jumelage des forces de travail: Améliore la sécurité et la productivité grâce à des modèles d’espace de travail en 3D, au suivi des mouvements, aux cartes thermiques et à la surveillance ergonomique.

Contribution de Prevu3D

Prevu3D simplifie la création de jumeaux numériques grâce à un traitement et une visualisation avancés des données de capture de la réalité. En générant des modèles 3D de l’environnement bâti, il prend en charge la gestion des actifs numériques, la conception de l’aménagement et les flux de travail d’ingénierie. Son interface conviviale et ses outils de collaboration permettent d’optimiser les performances et d’améliorer la sécurité dans divers secteurs d’activité.

Applications des jumeaux numériques

Les jumeaux numériques transforment les industries à forte intensité d’actifs en optimisant les processus, en améliorant la prise de décision et en établissant un lien entre les environnements physiques et numériques. Ils favorisent l’efficacité, la sécurité et l’innovation dans divers secteurs, notamment :

• Construction: Surveillez l’avancement du chantier, résolvez les problèmes de conception, veillez au respect des règles de sécurité et optimisez les délais du projet.
• Fabrication: Suivez les performances des équipements, prévoyez la maintenance, optimisez les flux de travail et réduisez les temps d’arrêt.
• Géospatial: Élaborer des cartes en 3D pour la planification urbaine, surveiller les changements environnementaux et gérer les catastrophes.
• Ingénierie: Simulez des conceptions, analysez l’intégrité structurelle et améliorez la collaboration au sein de l’équipe.
• Pétrole et gaz: Surveillez les équipements, simulez les processus et améliorez la sécurité et la planification opérationnelle.
• Alimentation et boissons: Optimisez les lignes de production, gérez les chaînes d’approvisionnement et assurez la conformité réglementaire.
• Automobile et transport: Suivez les véhicules, simulez les conceptions et rationalisez la logistique.
• Maritime et construction navale: Contrôler les navires et les équipements, simuler la navigation et l’extraction, et évaluer l’impact sur l’environnement.

Prevu3D permettent à des entreprises de premier plan de stimuler l’innovation. Lisez nos études de cas.

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Avantages des jumeaux numériques

Les jumeaux numériques offrent de nombreux avantages aux utilisateurs. Considérez les éléments suivants.

• Amélioration des performances : Optimisez les équipements, les usines ou les installations grâce à des informations en temps réel, réduisant ainsi les temps d’arrêt et garantissant une efficacité maximale.
• Maintenance prédictive : Des capteurs intelligents surveillent les composants et signalent les problèmes à un stade précoce afin d’éviter des pannes coûteuses.
• Réduction des coûts : Minimisez les retouches, permettez la collaboration à distance et réduisez les déplacements vers des sites dangereux ou éloignés grâce aux inspections virtuelles.
• Surveillance à distance : Surveillez et contrôlez les installations depuis n’importe où, ce qui renforce la sécurité en limitant l’exposition aux équipements dangereux.
• Production accélérée : Utilisez des répliques numériques pour simuler et affiner les conceptions, les flux de travail et les installations avant la production réelle, ce qui permet de réduire les délais.
• Amélioration de la sécurité : Visualisez les risques et planifiez les interventions en cas d’incident, par exemple en cartographiant les zones de sécurité ou en simulant des évacuations.
• Durabilité : Contrôlez les émissions, optimisez l’utilisation des ressources et rationalisez les chaînes d’approvisionnement afin de réduire l’empreinte carbone.

En intégrant ces avantages, les jumeaux numériques permettent aux industries de fonctionner de manière plus intelligente, plus sûre et plus durable, transformant ainsi les opérations et la prise de décision.

Découvrez comment Amsted Rail a exploité les technologies de jumeau numérique Prevu3D pour transformer la fabrication traditionnelle.

Jumeau numérique ou simulation

Alors que les simulations se concentrent sur des scénarios hypothétiques, les jumeaux numériques offrent des mises à jour en temps réel et une synchronisation continue avec les systèmes physiques. Les jumeaux numériques fournissent une représentation dynamique du monde réel, ce qui les rend plus polyvalents pour la surveillance, l’analyse prédictive et l’optimisation.

Outils de jumelage numérique pour la modélisation 3D

Des solutions comme Prevu3D simplifient la création de jumeaux numériques en permettant une modélisation et une visualisation 3D de haute qualité. Ces outils permettent une intégration transparente des données d’ingénierie, des mises à jour en temps réel et des solutions évolutives pour les industries.

Les défis des jumeaux numériques

Si les jumeaux numériques offrent d’immenses avantages, leur mise en œuvre et leur maintenance présentent plusieurs défis que les organisations doivent relever pour en exploiter pleinement le potentiel. L’un des obstacles les plus importants consiste à maintenir le jumeau numérique précis et à le mettre à jour au fil du temps.

• Intégration des données: La combinaison de données provenant de diverses sources, telles que les capteurs IoT, les modèles CAO et les dispositifs de numérisation, peut s’avérer complexe et chronophage, nécessitant des outils sophistiqués pour une intégration transparente.
• Coût: La mise en place initiale d’un jumeau numérique, y compris les technologies de numérisation et l’infrastructure de données, peut être d’un coût prohibitif pour les petites organisations.
• Cybersécurité: Les systèmes connectés à l’IdO sont vulnérables aux cybermenaces, d’où l’importance cruciale de sécuriser les transmissions de données et les points d’accès pour protéger les informations sensibles.
• Déficit de compétences: Le développement et le maintien d’un jumeau numérique nécessitent une expertise en matière d’analyse de données, d’IdO, de modélisation 3D et d’autres domaines spécialisés, ce qui peut constituer un obstacle pour les équipes disposant de ressources limitées.
• Précision et complexité des données: Pour que le jumeau numérique reflète les conditions réelles, il faut que la collecte, le traitement et la validation des données soient précis et cohérents.
• Évolutivité: L’extension d’un jumeau numérique pour couvrir des environnements à grande échelle peut mettre à rude épreuve les ressources, l’infrastructure et les capacités de calcul.

Solutions Prevu3D

Prevu3D simplifie et améliore le flux de travail des jumeaux numériques grâce à des fonctionnalités innovantes :

• Processus automatisés et hébergement en nuage: Une plateforme cloud sécurisée et évolutive permet une collaboration transparente et une gestion efficace des grands environnements.
• Interface conviviale: Simplifie la transformation des données en formats légers et gérables, éliminant le besoin de matériel spécialisé ou d’expertise tout en maximisant la valeur pour l’utilisateur final.
• Composition de l’espace: Combine des données provenant de drones, de dispositifs SLAM et de scanners terrestres en un modèle 3D cohérent. Ce processus dynamique garantit un alignement précis et des mises à jour faciles, tout en permettant aux utilisateurs de superposer, de masquer et d’affiner les couches de données.
• Création d’actifs 3D: Convertit les données non structurées, comme les nuages de points et les maillages, en actifs réels structurés. Les couches sémantiques permettent de définir et de segmenter les actifs pour une gestion et une réutilisation efficaces.
• Comparaison visuelle: Compare les modèles CAO aux environnements numérisés à l’aide de seuils codés par couleur pour mettre en évidence les écarts, détecter les composants manquants et annoter les défauts, afin de garantir l’exactitude du modèle.
• RealityConnect: Plugins qui révolutionnent la modélisation CAO grâce à une technologie avancée de maillage à partir de nuages de points, prenant en charge plusieurs niveaux de détail et une intégration transparente dans les flux de travail CAO/BIM. Découvrez RealityConnect pour Autodesk Revit.

Points forts de Prevu3D en matière de sécurité des données

• Cryptage: Les données sont cryptées à tout moment en utilisant TLS 1.2+ pendant le transit et le cryptage AES pour le stockage.
• Contrôle d’accès: Contrôle d’accès flexible avec SSO basé sur SAML et mappage de groupe pour une gestion facile des permissions des utilisateurs.
• Tests de sécurité: Des tests de pénétration réguliers effectués par des entreprises indépendantes garantissent la sécurité du produit.
• Certifications: Les certifications SOC 2 Type II et CyberSecure Canada valident la conformité et les normes de sécurité.
• Fournisseur de services en nuage: Propulsé par Amazon Web Services (AWS), le leader de confiance en matière de services en nuage.

Grâce à des outils intuitifs, des processus automatisés et des mesures de sécurité robustes, Prevu3D permet aux organisations de gérer et de surmonter les défis des jumeaux numériques. Ses fonctionnalités innovantes et ses intégrations transparentes simplifient les flux de travail, garantissent la précision et protègent les données, permettant aux équipes d’exploiter pleinement le potentiel de leurs écosystèmes numériques.

L’avenir des jumeaux numériques

À mesure que l’IdO, l’IA et l’informatique en nuage progressent, les jumeaux numériques sont sur le point de :

• Fournissez des analyses plus intelligentes pour la maintenance prédictive.
• Étendre ses activités à des secteurs tels que les soins de santé et l’urbanisme.
• Améliorez la prise de décision en temps réel grâce à l’informatique de pointe.
• Soutenir les efforts de développement durable et les objectifs « net zéro » en optimisant l’utilisation de l’énergie, en réduisant les émissions et en améliorant l’efficacité des ressources.

Les jumeaux numériques transforment les industries en comblant le fossé entre les réalités physiques et numériques. À mesure que la technologie évolue, leur potentiel d’innovation et d’efficacité ne fera que croître.

Pour obtenir de l’aide dans la création de votre jumeau numérique et pour naviguer dans votre parcours de transformation numérique,